“水晶少侠”通过精心收集，向本站投稿了8篇在四维变分同化中运用协方差的试验，下面是小编给大家带来关于在四维变分同化中运用协方差的试验，一起来看看吧，希望对您有所帮助。
篇1：在四维变分同化中运用协方差的试验
在四维变分同化中运用集合协方差的试验
利用浅水方程模式和模式模拟资料进行数值试验比较3种不同的背景误差协方差矩阵处理方法对四维变分(4DVAR)资料同化的影响.3种背景误差协方差矩阵分别是:(1)对单一变量将背景误差协方差矩阵简化为对角矩阵;(2)将背景误差协方差矩阵的'作用简化为高斯过滤;(3)由预报集合生成背景误差协方差矩阵并利用奇异值分解技术解决矩阵的求逆.通过一系列数值试验,比较不同观测密度、不同观测误差下3种背景误差协方差处理方法对4DVAR同化效果的影响.结果表明,背景误差协方差的结构对4DVAR有重大影响.当观测资料的空间密度不够高时,采用对角矩阵得不到满意的结果.高斯过滤方案可以明显改善同化结果,但是对背景误差特征长度比较敏感.第3种方法采用的背景误差协方差矩阵是流型依赖的,而且并不以显式的方式出现在目标函数中.避免了对它求逆的复杂运算.由于做了降维处理,在观测点的密度较低和观测误差较大时可望取得较好的同化结果,同化效果较为稳定.
作 者：张蕾 邱崇践 张述文 ZHANG Lei QIU Chongjian ZHANG Shuwen 作者单位：半干旱气候变化教育部重点实验室,兰州大学大气科学学院,兰州,730000 刊 名：气象学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA 年，卷(期)： 67(6) 分类号：P435 关键词：资料同化 背景误差协方差 四维变分 预报集合 奇异值分解 Data assimilation Background error covariance 4D variation Ensemble forecasts Singular value decomposition篇2：一种显式四维变分资料同化方法
一种显式四维变分资料同化方法
提出一种新的资料同化方法--显式变分四维同化方法, 该方法将奇异值分解(SVD)技术用于四维空间的预报集合提取正交基向量, 这些基向量不但能够表现分析变量的空间结构, 也能反映它的.时间演变特征. 将分析变量依截断的基向量展开后, 控制变量会显式地出现在代价函数中, 避免了传统的变分四维同化方法所必需的伴随模式的运用, 使同化过程变得简单. 用浅水方程模式和人造资料进行的一系列数值试验对所提方法的有效性作了检验并和传统的变分四维同化方法进行比较. 结果表明, 在观测点很密集, 观测和模式都没有误差的情况下, 它不如传统的变分四维同化方法好. 但是当观测点稀疏时显式方法会好于传统的方法, 它对模式误差及观测误差的敏感性也远远小于传统的方法.
作 者：邱崇践 张蕾 邵爱梅 作者单位：兰州大学大气科学学院,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,兰州,730000 刊 名：中国科学D辑 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE IN CHINA(SERIES D) 年，卷(期)： 37(5) 分类号：P5 关键词：资料同化 四维变分 显式方法 奇异值分解 浅水方程篇3：GPS折射角资料的变分同化试验
GPS折射角资料的变分同化试验
越来越多的新型观测资料为数值天气预报水平的进一步提高提供了许多新的机会.在各种新型的观测资料中,GPS(全球定位卫星系统)折射角资料无疑是非常重要的.GPS折射角资料具有分辨率高、全天候探测、覆盖全球等优点,实现对GPS折射角资料的变分同化,将具有非常重要的意义.文中介绍了如何获得及同化GPS折射角资料的原理.对GPS折射角资料的变分同化可以分为两种:间接同化和直接同化,文中对这两种方法都作了具体介绍.在变分同化的最小化过程中,计算效率无疑是最重要的,而优化步长的`计算又直接关系到算法效率的成败.根据最小化算法的特点,通过数学推导,得出一种适合于各种最小化算法的计算优化步长的自适应方法.最后,还利用1995年10月11日的GPS折射角资料进行了数值试验,结果表明了变分同化方法和计算优化步长方法的有效性.
王斌(LASG, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029)
刊 名：大气科学进展(英文版) ISTIC SCI英文刊名：ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES 年，卷(期)： 20(3) 分类号：P4 关键词：GPS折射角 变分同化 优化步长 GPS bending angle variational assimilation optimal step size篇4：资料变分同化中的若干理论问题
资料变分同化中的若干理论问题
对变分同化中的若干理论问题进行了研究,具体讨论了一类简单模式在整体和局部观测资料下的变分同化问题.对于整体观测资料下的变分同化问题,利用变分同化方法对预报模式中的'初值、参数以及模式进行了修正,从理论上作出了变分同化方法的误差估计及收敛精度的估计,证明了变分同化方法的有效性.对于局部观测资料下的变分同化问题,由于得到的解往往不适定,因而通常的变分同化方法失效.为了克服问题的不适定性所带来的困难,利用变分同化结合正则化方法对预报模式中的初值、参数以及模式进行修正,同样作出了变分同化方法的误差估计及收敛精度估计,证明了变分同化与正则化方法结合的必要性和有效性,并对正则化参数的选择提供了理论判据.最后,举了一个实例说明所提出的方法的有效性.
作 者：滕加俊 张瑰 黄思训 TENG Jia-jun ZHANG Gui HUANG Si-xun 作者单位：滕加俊,TENG Jia-jun(上海大学,上海市应用数学和力学研究所,上海,72;解放军理工大学,理学院,数理系,南京,211101)张瑰,ZHANG Gui(解放军理工大学,理学院,数理系,南京,211101)
黄思训,HUANG Si-xun(上海大学,上海市应用数学和力学研究所,上海,200072;解放军理工大学,气象学院,南京,211101)
刊 名：应用数学和力学 ISTIC PKU英文刊名：APPLIED MATHEMATICS AND MECHANICS 年，卷(期)： 28(5) 分类号：P433 关键词：变分同化 正则化方法 收敛精度估计篇5：华北地区一次大雾过程的三维变分同化试验
华北地区一次大雾过程的三维变分同化试验
文中采用WRF非静力数值预报模式及其三维变分同化系统(WRF 3D-Var),对1月13-14日发生在华北地区及山东半岛的一次大雾过程进行了包括GTS(Global Telecommunication System)资料、AMDAR(Aircraft Meteorological Data Relay)资料和9210资料的不同资料组合的三维变分同化试验,以及时间间隔分别为6、3和1 h不同时间频率的'循环同化试验,并以同化分析场为初始场进行了36 h的模拟试验.对同化分析场和模拟结果进行了分析,分析结果表明,采用三维变分方法同化AMDAR等多种非常规观测资料后,分析场均有明显的改变,对雾区的模拟结果也有局部不同程度的修正.进一步分析起修正作用的原因得知同化资料后对低层的湿度和层结趋稳性有所改善.同化GTS资料对低层的增湿贡献明显,但对层结趋稳性贡献不大;而同化AMDAR资料主要使层结趋稳性明显,对增湿无贡献;9210资料对低层湿度和层结趋稳性均有贡献.不同时间间隔的循环同化试验表明,多时次的循环同化比单时次的同化分析增量要大,逐时循环同化与6 和3 h循环同化相比,可明显改善模拟效果.
作 者：梁爱民 张庆红 刘开宇 申红喜 Liang Aimin Zhang Qinghong Liu Kaiyu Shen Hongxi 作者单位：梁爱民,申红喜,Liang Aimin,Shen Hongxi(北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;民航北京气象中心,北京,100621)张庆红,Zhang Qinghong(北京大学物理学院大气科学系,北京,100871)
刘开宇,Liu Kaiyu(北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;民航贵阳空管中心,贵阳,550012)
刊 名：气象学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA 年，卷(期)：2007 65(5) 分类号：P4 关键词：大雾 变分同化 数值预报 AMDAR资料 RMSE篇6：变分资料同化中不同的变分求解方法
变分资料同化中不同的变分求解方法
在应用变分资料同化方法时面临着两方面的难题:一是背景场误差协方差矩阵的求逆问题;二是与背景场误差协方差矩阵相关的计算与存储问题.为了解决这两方面的问题,不同的.求解方法便被提出来了.对主要的变分求解方法,包括增量法、运用空间滤波算子的变分分析法、预处理化法、物理空间统计分析法、谱统计插值法等进行了系统的回顾,对它们的优缺点进行了分析与讨论,并指出了变分资料同化中各种求解方法的适用条件.
作 者：王喜冬 许东峰 徐晓华 WANG Xi-dong XU Dong-feng XU Xiao-hua 作者单位：卫星海洋环境动力学国家重点实验室,国家海洋局,第二海洋研究所,浙江,杭州,310012 刊 名：海洋学研究 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MARINE SCIENCES 年，卷(期)： 25(3) 分类号：P731.3 关键词：数据同化 背景场误差协方差矩阵 变分法篇7：多普勒雷达风廓线的反演及变分同化试验
多普勒雷达风廓线的反演及变分同化试验
为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中,使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验.结果表明:VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好,验证了用VAD技术反演风廓线的.可行性.用GRAPES-Meso模式的三维变分同化系统对雷达风廓线资料进行同化后,风场的初始场明显改善,降水强度和落区预报也有不同程度的改善.其中,对6 h降水预报的改善明显优于对24 h的预报改善.另外,在短时强降水预报中,雷达风场资料的同化频率和同化窗口的不同,对降水预报的改善情况也有所差异.在个例研究中,同化间隔为1 h的方案6 h降水预报要优于同化间隔为3 h和6 h的方案,同化窗口为3 h的试验方案6 h降水预报要好于同化窗口为6 h的试验方案.
作 者：李华宏 薛纪善 王曼 杨明 Li Huahong Xue Jishan Wang Man Yang Ming 作者单位：李华宏,Li Huahong(云南省气象台,昆明,650034;中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京,100081)薛纪善,Xue Jishan(中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京,100081)
王曼,Wang Man(云南省气象科学研究所,昆明,650034)
杨明,Yang Ming(云南省气象台,昆明,650034)
刊 名：应用气象学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF APPLIED METEOROLOGICAL SCIENCE 年，卷(期)：2007 18(1) 分类号：P4 关键词：多普勒雷达 风廓线反演 变分同化 GRAPES-Meso模式篇8：COSMIC资料在GRAPES全球三维变分同化系统的初步研究
COSMIC资料在GRAPES全球三维变分同化系统的初步研究
利用COSMIC获得的GPS无线电掩星数据所反演得到的大气温湿度廓线资料,在GRAPES全球三维变分同化系统中做连续循环同化试验,研究了加入COSMIC资料后得到的GRAPES分析场及其5天中期预报是否有所改善.研究结果表明:通过加入COSMIC资料连续循环同化得到的分析场,相对原来没有加COSMIC资料连续同化出来的.GRAPES分析场有明显改善,由此GRAPES全球模式全球5天中期预报水平有明显提高,其中加入没有稀疏化后COSMIC资料对南半球GRAPES分析场的改善以及GRAPES全球模式5天中期预报水平的提高都比较显著;加入稀疏化后的COSMIC资料对北半球GRAPES分析场的改善以及GRAPES全球模式5天中期预报水平的提高都有比较显著的效果.
作 者：唐细坝 薛纪善 作者单位：中国气象科学研究院,北京,100081 刊 名：热带气象学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 25(5) 分类号：P435 关键词：数值预报 COSMIC资料同化 GPS无线电掩星 GRAPES全球三位变分同化系统
